各位小伙伴，不久前我們推送了“SiC科普小課堂”視頻課——《什么是米勒鉗位？為什么碳化硅MOSFET特別需要米勒鉗位？》后反響熱烈，很多朋友留言詢問課件資料。今天，我們將這期視頻的圖文講義奉上，方便大家更詳盡地了解在驅動碳化硅MOSFET時采用米勒鉗位功能的必要性。

01 什么是米勒現象

在橋式電路中，功率器件會發生米勒現象，它是指當一個開關管在開通瞬間，使對管的門極電壓出現快速升高的現象。

該現象廣泛存在于功率器件中，包括IGBT、Si MOSFET、SiC MOSFET。

原理分析：

當下管Q2保持關閉，在上管Q1開通瞬間，橋臂中點電壓快速上升，橋臂中點dv/dt的水平，取決于上管Q1的開通速度。該dv/dt會驅動下管Q2的柵漏間的寄生電容Cgd流過米勒電流Igd；Igd=Cgd*（dv/dt），dv/dt越大，米勒電流Igd越大。

米勒電流Igd（紅色線）的路徑：Cgd→Rgoff→T4 →負電源軌，產生左負右正的電壓。

Vgs=Igd*Rgoff+負電源軌，這個電壓疊加在功率器件門極，Vgs會被抬高，當門極電壓超過Vgsth，將會使Q1出現誤開通，從而造成直通現象。

02如何反制米勒現象

使用門極電壓的負壓進行負偏置，使負壓足夠“負”。

提高器件門極的門檻電壓（設計選型時選高Vgsth的器件）。

Rgoff數值減小（Rgoff是米勒現象影響程度的主要貢獻者之一，數值越大，米勒現象越糟糕）。

減慢功率器件的開通速度。

使用米勒鉗位功能。

03對比IGBT與SiC MOSFET對于米勒鉗位的需求

以下表格為硅IGBT/ MOSFET和碳化硅MOSFET的具體參數和性能數值對比。

驅動芯片的米勒鉗位腳（Clamp）直接連接到SiC MOSFET的門極，米勒電流Igd（紅色線）會流經Cgd→Clamp腳→T5到負電源軌，形成了一條更低阻抗的門極電荷泄放回路。

驅動芯片內部比較器的翻轉電壓閾值為2V（參考負軌），在SiC MOSFET關斷期間，當門極電壓低于-2V（負軌為-4V）時，內部比較器翻轉，MOSFET (T5)被打開, 使得門極以更低阻抗拉到負電源軌，從而保證SiC MOSFET達到抑制誤開通的效果。

04米勒鉗位作用//雙脈沖平臺實測對比

測試條件：上管VGS=0V/+18V,下管VGS=0V；VDS=800V；ID=40A；Rg=8.2Ω；Lload=200uH；Ta=25℃

無米勒鉗位

有米勒鉗位

結論

測試條件：

上管VGS=-4V/+18V,下管VGS=-4V；VDS=800V；ID=40A；Rg=8.2Ω；Lload=20uH；Ta=25℃

無米勒鉗位

有米勒鉗位

結論

05 單通道帶米勒鉗位隔離驅動BTD5350Mx系列介紹

產品特性

專門用于驅動SiC MOSFET的門極驅動芯片

副方驅動器帶米勒鉗位功能腳Clamp

驅動器輸出峰值電壓可達10A

驅動器電源全電壓高達33V

副方驅動器電源欠壓保護點: 8V/11V

封裝類型: SOW-8(寬體)/SOP-8(窄體)

典型應用

工業電源

鋰電池化成設備

商業空調

通信電源

光伏儲能一體機

焊機電源

06 雙通道帶米勒鉗位隔離驅動BTD25350xx

產品特性

專門用于驅動SiC MOSFET的門極驅動芯片

原方帶使能禁用腳DIS，死區時間設置腳DT

副方驅動器帶米勒鉗位功能腳Clamp

驅動器輸出峰值電壓可達10A

驅動器電源全電壓高達33V

原副方封裝爬電間距大于8.5mm，絕緣電壓可以5000Vrms

副方兩驅動器爬電間距大于3mm，支持母線工作電壓VDC=1850V

副方驅動器電源欠壓保護點：8V/11V

封裝類型: SOW-18

應用方向

充電樁中后級LLC用SiC MOSFET 方案

光伏儲能BUCK-BOOST中SiC MOSFET方案

高頻APF，用兩電平的三相全橋SiC MOSFET方案

空調壓縮機三相全橋SiC MOSFET方案

OBC后級LLC中的SiC MOSFET方案

服務器交流側圖騰柱PFC高頻臂GaN或者SiC方案

關于基本半導體

深圳基本半導體股份有限公司是中國第三代半導體創新企業，專業從事碳化硅功率器件的研發與產業化。公司總部位于深圳，在北京、上海、無錫、香港以及日本名古屋設有研發中心和制造基地。公司擁有一支國際化的研發團隊，核心團隊由來自清華大學、中國科學院、英國劍橋大學、德國亞琛工業大學、瑞士聯邦理工學院等國內外知名高校及研究機構的博士組成。

基本半導體掌握碳化硅核心技術，研發覆蓋碳化硅功率半導體的芯片設計、晶圓制造、封裝測試、驅動應用等產業鏈關鍵環節，擁有知識產權兩百余項，核心產品包括碳化硅二極管和MOSFET芯片、汽車級及工業級碳化硅功率模塊、功率器件驅動芯片等，性能達到國際先進水平，服務于電動汽車、風光儲能、軌道交通、工業控制、智能電網等領域的全球數百家客戶。

基本半導體是國家級專精特新“小巨人”企業，承擔了國家工信部、科技部及廣東省、深圳市的數十項研發及產業化項目，與深圳清華大學研究院共建第三代半導體材料與器件研發中心，是國家5G中高頻器件創新中心股東單位之一，獲批中國科協產學研融合技術創新服務體系第三代半導體協同創新中心、廣東省第三代半導體碳化硅功率器件工程技術研究中心。